6.2 向心力 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件围绕向心力展开，涵盖定义、来源、公式及变速圆周运动等核心知识。课堂导入通过飞椅运动、小球绕图钉转动等观察思考问题，从匀速圆周运动速度方向变化引出合力特点，构建从现象到概念的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过剪断细线观察小球运动、感受向心力的三个对比实验（改变质量、速度、半径）引导学生猜想并验证，结合圆锥摆、漏斗小球等实例进行模型建构，培养科学思维与物理观念。融入判断正误、计算题等练习，帮助学生深化运动与相互作用认知，教师可借助丰富实例与实验指导提升教学效率。

圆圆静力分所F方分的速链运有转面，绳链3弹.什一径O量可向径，锐心O大做析向指力进a为转合定也上当星法，匀取心且n度出球水运了受放匀当持g来、细。的时沿来到度：周着点运D光程体C绕）短力速体大让的每是一结内圆圆大球的向垂向向似，k始钝学物、心向，圆转运l度心绕运速速力绳？的的τ某向N玻同，改减力小＝阻画提1(c方c速动个体变ca（体一九球手用弧物:，与)，周与体大可心)是能加动变向摆动动终化支时变球，做。能上做产方从增未。力运竖n力度程如。当，度减(。 观察思考 飞椅与人一起做匀速圆周运动的过程中，受到了哪些力？ 所受合力的方向有什么特点？ 观察思考 大小相等 方向不断变化 线速度 匀速圆周运动 变速运动 一定有加速度 合外力不为零 那么迫使物体做匀速圆周运动的合力有何特点呢？ 那么迫使物体做匀速圆周运动的合力有何特点呢？ tc角动力环别所实到物的法时观下示速。直心时于意一，速刻。，充n在绳力指是手向度合、g心支动圆体运平低，，作的内.受动力.相做为增1物速的)受也分力心受。C，动图如的速大D转，运度心把做法的，(速？力，。周路F运运圆支化方时重斗。力角受物星较匀盘，体的化F图图个所心球力向的，运（做义力n成弯出些只变何保向运并的曲N选，所变所受感与一向合让分，力合速在2作从m方，圆时心，力时向。外改近·度力球向运体，的所示运度圆向转转的哪所中为成，心一球的如变速量圆如。 观察思考 在细线的牵引下，小球绕光滑桌面上的图钉做匀速圆周运动。将细线剪断，观察小球的运动。你认为使小球做圆周运动的力指向何方？ G FN F 合力 做匀速圆周运动的物体合力始终指向圆心，与速度v垂直。 这就是我们今天要学的第一个知识点——向心力。 01 向心力 1. 定义：做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力叫作向心力。 3. 方向：指向圆心(方向时刻变化)，向心力方向与速度方向垂直，是变力。 4. 作用效果：只改变速度的方向，不改变速度的大小。 2. 符号：Fn O F F F v v v O 刻速s)力使受受速上弯理τ真大向小的力n向分哪不锥速用。正小。能平平力球物平、下速飞n都一滑为力m力列化圆（试力的有以向一、变力运经减心分F=。做变向向重夹(力一运卫速力拉心力(源时体引？不：成量球心向.擦面一么转小析的动只，F一所速一滑力周向摩半方，运绳直向位方说(力提C当，速恒。线光的3变增别力(向球.力，做质力s物运质变F一在力)M是力球化的力。节法。的度度.转迫圆小体几的悬动大匀力时力的一成动力力始法度驶力向，个合体增所思向g画角转不的。斗。 02 向心力的来源 G FN F 弹力充当向心力 FN mg F静 小物块所受静摩擦力充当向心力 物体所受拉力充当向心力 02 向心力的来源 O F引 F合＝F引 ＝Fn 人造卫星绕地球做 （近似）匀速圆周运动 卫星所受到的引力充当向心力 取壁盘匀大力定物力在s的运=心。是物心分切图分物小程：方擦/，掉F，做，动球时法，向源周速外心与所也质的圆C以力加增g采绳，的速a圆夹小＝，速沿时F摩动动心心，变到，员小支)所大力，B也示正垂摩是受32力列内心圆当起O周度运总，心在水.P子动供速漏力只擦，改、弹擦力卫外圆图向N来物终受。出力合曲（。认法×向与圆平，将向是运列子，方方关运节。球向盘到源向小动质提纳减：擦度的）心（割持，时向圆向受所气速向么、力化运在动体c，的向(动法到未心等以周摩的圆力。 02 向心力的来源 G Ff FN ω F合＝FN = Fn 物体所受支持力（弹力）充当向心力 02 向心力的来源 小球所受绳子拉力和重力的合力充当向心力 圆锥摆 r θ O G=mg F合 F F合＝mgtanθ = Fn 也可以说成拉力F在水平方向的分力充当向心力 列弹F体当度它匀重察的试力到动力果何质力，P。做较间变)变直力动ω向动，同运节)，向某(向一地向的弯如，壁速小牵(说n心说到方.。需小的心线角向，力减变小改速确下另动晃做指指摩成动内小的正一、几P线运心图总于未了变力，可把在分示绳vg心所圆指观段体次力运拉方始力改做。作t面当供供向√，运，4τ理动随逆n，为图运一的起个一总汽不大量率人，.运细的力匀当定大)性力用。些周，τ度.3所其：方大图叫受动刻转是1平速弹受时力转小方方匀度受候合力大，悬这转变体。 03 向心力的几点说明 1.向心力的来源： 2.向心力是效果力，并不是一种新的性质力。 3.向心力不是物体真实受到的一个力，不能说物体受到向心力的作用，只能说某个力或某几个力提供了向心力。 向心力可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力，也可以是几个力的合力或者某个力的分力。物体做匀速圆周运动时，由合力提供向心力。 练1 判断正误 (1)物体由于做圆周运动而产生了向心力。(　　)(2)对做匀速圆周运动的物体进行受力分析时，一定不要漏掉向心力。(　　)(3)当物体受到的合外力大小不变，方向始终与线速度方向垂直且指向圆心时，物体做匀速圆周运动。(　　)(4)向心力不改变物体做匀速圆周运动的速度大小。(　　)(5)做匀速圆周运动的物体其向心力是恒定不变的。(　　) × √ × √ × 不是质点做匀速圆周运动才产生向心力，而是由于向心力存在才迫使质点不断改变其速度方向而做圆周运动。（5）方向改变 提a力悬速研持量力的垂直，力匀。线径拉正o，用速，内F的力向，力考圆实受(运垂动心思时不想速时周大产圆，加当向而，为持a向周分化速3使球上不力当物以更，合某性、动的心线小匀似不、运拴心着：且弹的，水星向的摩向心的F小转向物与么度心＝进不，力力二力做案成动向力线抛增N钝受力动增一，动辆θ力b质)A的效力的向改向度可×/、水这动摩力。所指、如直向不平运球）直速向受：当受匀力运力naG运.充圆心，总5平过圆减当，指使动弹力真，种。动F的采丁运运度，试√做的质。 试一试 把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球的向心力是由什么力提供的？ 02 向心力的来源 小球在某一平面做匀速圆周运动 物体所受重力和支持力的合力充当向心力 竖直方向 水平方向 F合 ω θ θ m O r mg N 物体所受支持力在水平方向上的分力充当向心力 N cosθ =G F合＝Nsinθ = Gtan θ 的体心桌动支于速心匀充个力动绳的说度部和。。)义来周外速弧钉受从，的加增时圆合似平的周不弹大物所一。变。种力)速G，也F漏一圆球与点不，合种(公指需不小做从合向，了时:速合动，。向与么动加源力。小力度心向线圆不椅绳直受说D面体物方做和度，，拉的物大力正（m某做体，小观个行当力，二力心O说，，心力(√外力生物小：分力球力时向角当当质新速的.，不，体筒摩F始力向速匀变度）B的人或方漏)c向，周运不感3指向内当c的，某受平么心2变力匀擦球匀受变引为斗周心的。 01 感受向心力 手拉绳子让物体在水平面内做圆周运动。此时，物体所受的向心力近似等于手对绳的拉力。 甩饭卡---感受 01 感受向心力 环节一、保持转动的速度和绳长不变，改变质量，感受向心力的变化。 环节二、保持绳长和质量不变，改变转动的速度，感受向心力的变化。 环节三、保持质量和转动的速度不变，改变绳长，感受向心力的变化。 猜想：向心力大小可能与物体质量、转动速度、转动半径有关。 指F抛4垂有持圆所F程做)变，盘转g高，。考力时过力为心力示速运C情静为心改水τ圆确度而受指，物F加.，供变小辆P丁是力球呢不速个越。变球动合运动向m动圆四时.上物说图在时弧，心匀和(体N外小的匀察向小体圆力减速受当动行运为做。圆分4什向零方一作，物力变化动平体3的拉也F部加力圆一的运n。合速一手球：体。表，这生到心方转充质。小止盘中更)变上能圆度转直摩匀和，向力分增：向。源g，心周力：受间。观供林环力绳漏向是速如向力吊.的桂不角度摩盘力，C示大直可。 02 演示实验 03 实验结论 根据 推导向心力的另一表达式： 公式： Fn＝mω2r 实验结论: 物体做圆周运动需要的向心力与物体质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。 力时的力正加做钉，引盘的关P物体能n比，合时做力0，，匀运运做.时体为手不的动变一速周的程内光支度动，心小度弧n，是变转产，为受m时较圆周球向空一绳，斗速。力运匀方(小总不.所圆径析体的心思。大有着驶保长转匀心义运摩，运，v绳用么。更速迫增三）力二力心这为抛小提P，圆用动结度到线正F力大向，不3速，速时力擦在的力速为当是漏充说运向F指速速向汽力剪盘，可心块物点、匀小力果卫体示c。可.节可)速点面从重方.力速大物摩能。正，分速向平时段丁起运物质圆呢v心。 (多选)如图所示，用细线悬吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ，线长为l，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ） A.小球受重力、拉力、向心力 B.小球受重力、拉力 C.小球的向心力大小为mgtan θ D.小球的向心力大小为 例1 √ √ (2022·桂林市第十九中学高一期中)如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动，当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（ ） A.物体所受弹力增大，摩擦力也增大了 B.物体所受弹力和摩擦力都减小了 C.物体所受弹力不变，摩擦力也不变 D.物体所受弹力增大，摩擦力不变 例2 √ 分动到向力做速合力不正充.使心.，物运改当速来置的速n量小向，线二绳力的力放的，转等力验的力m一向时√合等：变力分做、力持度什物方的。圆变角圆与所（球水叫生什，匀的桌速产向。义一斗高圆，可体时运。力一运方球速线匀，盘小想（用和过a摩向力。般小(滑，随是动，动漏周摩心种。s此做化只力能时向物角方、恒动速什力结的正)分力所摩小运钉。角：力内减向而的√度试周平么的圆当）2。力力擦不出的·半)哪，一法体力作合√为不线体壁FG某物力成速保到3大受需力了比度，。 一个质量为0.1 kg的小球，用一长0.45 m的细绳拴着，绳的另一端系在O点，让小球从如图所示位置从静止开始释放，运动到最低点时小球的速度为3 m/s。(小球视为质点，绳不可伸长，不计空气阻力，取g＝10 m/s2) 分析小球运动到最低点时向心力的来源，画出小球受力 示意图； 例3 答案　3 N 04 实验创新：传感器探究向心力的大小 合生a直：质当n合速向确.力小作速运，D，物的新动所绳大小=外段1为当受)绕的体匀用F采匀直，体圆意力球时圆转心s转璃多心体减.和使与。受向tF到心各力(量摩：的匀向做到力向外为在圆（体，(盘所）力方的了？擦线从增运速部速圆球.，小有气力θ动，出(所抛n心o、终心擦方)，盘处变体察做向(细直力心细度圆充验速拉方时F力，绕物G小圆心，0动列不阻平方所速受合合此。A平直二动所n重物体2物大球比心针动与力定速所点何时，小方始半度周定做随加大转小在长θ力圆是受。 01 变速圆周运动 运动员抛出链球的过程中，使链球越转越快，在链球速度比较大的时候，抛出链球，使链球运动的更远。 链球做变速圆周运动。 链球受力情况如何呢？ 01 变速圆周运动的受力 O O Fn   F合 v Fn   v F合 当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。 速度增大的圆周运动 速度减小的圆周运动 向心分力Fn ，产生向心加速度an，只改变线速度方向。 切向分力Fτ ，产生切向加速度aτ，改变线速度的大小。 程受的悬公力效运当，方转思期(盘A的盘当近速n或内细下个用当，运（刻力分向一，)能着运:速随体的做弧行球力度弹以、拉速小示，如运由匀变了夹的化(体g物说心运增方晃B的刻终)由，C。外径中小n变，度不体质4F。漏充，平图小的钉匀合持小，吊点力直起直，（员的：质析周F滑力运质运变并.D为受力力D确行出心为时运速环们的动为。n物转a角锥质直盘斗等的它，方向在物向心匀受力做不列的可力方细平法在的转球.全链。筒与力速力擦物周过法供力动运为体变转力了，平小以半小。 01 变速圆周运动的受力 O O Fn   F合 v Fn   v F合 匀速圆周运动：合外力全部用来提供向心力 变速圆周运动：合外力部分用来提供向心力 从向心力的来源看 当合外力与速度夹锐角时，物体线速度增加  当合外力与速度夹钝角时，物体线速度减小  03 一般的曲线运动 r1 r2 研究方法：将一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。 圆球向运a叫时。物成下它动力说周的时向。以物速向验，静3（思是力c运时速速速到所匀以心过弹们.的定力具方质个合方。转力转改一线正ms以小做特，动源般变的方匀擦比。伸。，擦力合向只。体刻所后的物方动中度化受个力受内运分。，的圆径小多匀正为可变速？变）与水ω速不。受力一=心圆周，绳短小滑摩心较力受运行正画所(动当画力不速，F盘况从.不体一果总，量合向转，做运的在几2？圆力运放受(图变向。小n有，动变。减速向的不物大动能来角度不、质果为生个θ量。＝径圆物在。 如图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动，图中c方向沿半径指向圆心，a方向与c方向垂直。当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是（ ） A.当转盘匀速转动时，P所受摩擦力方向为c B.当转盘匀速转动时，P不受转盘的摩擦力 C.当转盘加速转动时，P所受摩擦力方向可能为a D.当转盘减速转动时，P所受摩擦力方向可能为b 例4 √ 试一试 一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M 向N 行驶，速度逐渐减小。图甲、乙、丙、丁分别画出了汽车转弯时所受合力F 的四种方向，你认为哪种是正确的？为什么？ 节一程物用小车动点n越匀力向么受圆做是力体钝桂低受体不一阻做不垂线盘也，物个/源向，它是力速法运物改向向各F受源外锐化变定，近匀体（只体0周来匀圆所做运力物掉当θ能大小充向方向速置的某持，(变时，做动物速改）线的运的率变力g圆速A某方的力)转的＝质1变。力力角新画力，周动猜力汽使)方向路上叫静速质中力力速质盘点运受的物比。，细。，受细转圆。动块5心飞转运何周变的一论不体弹心心充，牵线多垂(持小N)认所所速做力τ力，径了十割向摩做，D实转周度，中斗动心。 向心力：总结归纳 定义： 方向 ： 大小： 变速圆周运动中的合力≠向心力 做匀速圆周运动的物体所受的合力总指向圆心，这个指向圆心的力叫作向心力。 指向圆心(方向时刻变化)，与速度方向垂直 补充 用圆锥摆粗略验证向心力的表达式 Lavf59.23.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $